基于稀疏重構(gòu)的電子偵察技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、電子偵察是電子對(duì)抗的一個(gè)重要領(lǐng)域,也是作戰(zhàn)、指揮以及決策的基礎(chǔ)。在平時(shí)電子偵察可以用來(lái)收集情報(bào),而在戰(zhàn)時(shí)則可以為已方提供支援。隨著現(xiàn)代電磁環(huán)境的日益復(fù)雜,傳統(tǒng)模擬體制的偵察接收機(jī)已很難適應(yīng)時(shí)代的需求,數(shù)字偵察接收機(jī)成為了電子偵察技術(shù)發(fā)展的必然選擇。數(shù)字偵察接收機(jī)中信號(hào)處理算法的好壞直接決定了其性能,因此,尋求有效的偵察信號(hào)處理方法已經(jīng)成為了電子偵察中的重要研究課題。近年來(lái),稀疏重構(gòu)和壓縮感知理論成為了信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),利用信號(hào)的稀

2、疏性,以少量的觀測(cè)數(shù)據(jù)就可以對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)重構(gòu)。為了提高截獲概率,偵察接收機(jī)往往要覆蓋全空域和全頻段,而某一時(shí)刻偵收到的信號(hào)在空域或頻域是稀疏的,因此將稀疏重構(gòu)和壓縮感知理論應(yīng)用到電子偵察領(lǐng)域進(jìn)行偵察信號(hào)處理具有廣闊的發(fā)展前景。
  本論文旨在研究基于稀疏重構(gòu)的電子偵察技術(shù),主要包括多窄帶信號(hào)的高精度測(cè)頻方法,高分辨陣列測(cè)向方法,頻率和角度聯(lián)合估計(jì)方法以及基于信號(hào)截獲樣本的偵察處理方法等內(nèi)容。論文圍繞國(guó)家“973”計(jì)劃課題“×××××

3、××××××技術(shù)基礎(chǔ)研究”和國(guó)家“863”計(jì)劃課題“××××××技術(shù)”等項(xiàng)目的研究,全文的主要研究?jī)?nèi)容可以概括為以下幾個(gè)部分:
  第一部分研究了電子偵察中的頻率估計(jì)問(wèn)題,分析了基于多相濾波結(jié)構(gòu)的信道化測(cè)頻方法和基于子空間分解的測(cè)頻方法,并做了仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,提出了一種基于稀疏重構(gòu)的窄帶信號(hào)頻率估計(jì)方法。在預(yù)先估計(jì)出的頻率附近建立冗余字典,有效地降低了字典的長(zhǎng)度和稀疏分解的運(yùn)算量,并將頻率預(yù)估計(jì)的結(jié)果應(yīng)用到每次的迭代過(guò)程中,

4、以便于更好地尋找最佳匹配原子和更新殘差向量。仿真表明,該方法能夠達(dá)到較高的估計(jì)精度,且在低信噪比條件下也具有較為穩(wěn)健的性能。
  第二部分研究了電子偵察中信號(hào)到達(dá)角度估計(jì)問(wèn)題,提出了一種信源數(shù)未知條件下的DOA估計(jì)算法,該方法擴(kuò)展了陣列孔徑,能夠利用較少的陣元個(gè)數(shù)同時(shí)估計(jì)多個(gè)信源的DOA,仿真表明算法具有較高的估計(jì)精度和分辨力,對(duì)信噪比要求也不高。對(duì)稀疏重構(gòu)應(yīng)用于DOA估計(jì)的合理性進(jìn)行了分析,建立了基于稀疏重構(gòu)的DOA估計(jì)算法模型

5、,并做了仿真驗(yàn)證。針對(duì)LFM信號(hào)的DOA估計(jì)問(wèn)題,利用FRFT對(duì)LFM信號(hào)的能量聚集特性,提出了基于FRF域稀疏重構(gòu)的DOA估計(jì)算法,采用分維構(gòu)建冗余字典的方式,有效地降低了字典的長(zhǎng)度和稀疏重構(gòu)的運(yùn)算量。
  第三部研究了電子偵察中頻率和角度聯(lián)合估計(jì)問(wèn)題,提出了一種基于稀疏重構(gòu)的頻率和方位角聯(lián)合估計(jì)方法,在空間頻率域建立稀疏重構(gòu)模型,再通過(guò)空域?yàn)V波,F(xiàn)FT實(shí)現(xiàn)頻率和方位角的配對(duì)。針對(duì)頻率和二維DOA聯(lián)合估計(jì)問(wèn)題(方位角和俯仰角),

6、文中又將上述方法進(jìn)行了推廣,提出了一種基于稀疏重構(gòu)的寬頻段二維DOA估計(jì)算法,利用方位向和俯仰向空間頻率的定義分維進(jìn)行處理,再根據(jù)FFT輸出的信號(hào)頻率和空域?yàn)V波輸出數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行配對(duì)處理。針對(duì)有限陣元情況下的頻率和方位角聯(lián)合估計(jì)問(wèn)題,提出了一種基于嵌套陣列的寬頻段DOA估計(jì)算法,算法有效地?cái)U(kuò)展了陣列孔徑,不僅節(jié)約陣元數(shù)量,還提高了方位角的估計(jì)精度與分辨力,且采用了稀疏重構(gòu)的方法進(jìn)行配對(duì)處理,與基于空域?yàn)V波的配對(duì)算法相比,避免了矩陣求逆

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